JPH05339576A

JPH05339576A - 強誘電性液晶組成物及び液晶表示素子

Info

Publication number: JPH05339576A
Application number: JP4174689A
Authority: JP
Inventors: Takami Onaka; 貴美大仲; Mitsuyoshi Ichihashi; 光芳市橋; Kazumori Minami; 一守南; Hisao Yamada; 尚郎山田; Takahiro Ishizuka; 孝宏石塚
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】高速応答性に優れ且つ配向性および双安定性
についても良好な特性を有する強誘電性液晶組成物を提
供する。【構成】［Ａ、Ｂ、Ｃ：二価の芳香族炭化水素基、脂環式炭化水
素基又は複素環基；Ｘ、Ｙ：-CH₂O-,-OCH₂-,-COO-,-OCO
-,-CH=CH-,-C≡C-；Ｒ¹ ：アルキル基又はアルコキシ
基；Ｒ² ：アルキル基、アルケニル基；ｎ、ｐ、ｑ：
０、１；ｍ：３〜１１の整数］で表されるキラル化合
物、及び［Ｄ：２，５−ピリジニレン基；ｋ：０〜２の整数；Ｒ
³ 、Ｒ⁴ ：Ｃ１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基、ア
ルコキシ基、Ｃ２〜２０のアルコキシアルキル基、水酸
基］で表される非キラル化合物を含有する強誘電性液晶
組成物及びそれを用いる液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大面積、高密度、高速
度表示に適した強誘電性液晶組成物に関し、特に応答速
度の速い強誘電性液晶表示素子に使用するために適した
強誘電性液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の表示方式として現在広く
実用化されている代表的なものとしてねじれネマテック
（ＴＮ）型を挙げることができる。このＴＮ型は、ネマ
テック液晶相を利用する方式で、ディスプレイに用いた
場合ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などの表示方式と比較し
て応答速度が遅い、視野角特性に劣る等の問題がある。
このため、ディスプレイに対しては、限定した用途にし
か向けられなかった。

【０００３】最近、表面安定化強誘電性液晶素子がクラ
ークとラガーウォル（Clark,Lagerwall , 特開昭５６−
１０７２１６号公報、米国特許第４，３６７，９２４号
明細書等）により提案されている。この素子は、偏光板
と組み合わされたギャップ２μｍ程度の基板にはさまれ
た強誘電性液晶が、印加電界の極性に応じてその分子長
軸の方位を変更することにより透過光量を制御するもの
で、高速な応答性と双安定性を示すことが特長である。
しかも、視野角特性においても優れているので、この素
子は、大容量高密度表示素子としての広い利用が期待さ
れている。

【０００４】上記強誘電性液晶は、液晶相の一つとし
て、カイラルスメクチックＣ（以下、Ｓｃ^* と省略す
る）相を有する。強誘電性液晶を表示素子として使用す
るには、幅広いＳｃ^* 相（実用可能な温度範囲を拡大）
を有していること、高速で応答すること、また表示時の
良好なコントラストを得るには良好な配向性を示すこと
及び双安定性が良好なこと等多くの特性が要求される。
上記表示素子に要求される特性の内、幅広いＳｃ^* 相は
液晶化合物の混合方法により改善が試みられており、こ
のような組成物の調製方法としては、例えば、強誘電性
を示さないスメクチックＣ（以下、Ｓｃと省略する）相
を示す液晶化合物もしくは液晶混合物（以下、ベース液
晶という）に光学活性化合物を添加する方法が知られて
いる（Mol. Cryst. Liq. Cryst. 、89、 327 (1982)) 。
ここでは、Ｓｃ相を示すベース液晶の成分としては、フ
ェニルベンゾエート系、シッフ塩基系、ビフェニル系、
フェニルピリミジン系、フェニルピリジン系等の液晶化
合物が用いられている。

【０００５】高速応答化については、主に、液晶材料の
高自発分極化及び低粘度化を考慮した液晶化合物の開発
あるいは液晶の混合により改善が試みられている。すな
わち、強誘電性液晶を用いた素子（液晶分子長軸が基板
界面と平行になる傾向が強いので表面安定化強誘電性液
晶といわれる）の電界印加時の応答は、誘電異方性とと
もに自発分極（Ｐ_S ）が直接電界（Ｅ）と相互作用する
のが特徴であり、一般に応答時間（τ）は下記式： τ∝η／Ｐ_S Ｅで与えられる。ηは液晶の平均粘性係数である。上記式
より応答時間は、自発分極および電界が大きいほど、ま
た粘性係数が小さいほど早くなる。

【０００６】例えば、強誘電性液晶化合物の構造を変化
させて自発分極を増大させるようにすると、自発分極の
増大と共に粘度が増加するため応答速度はそれ程速くな
らない。又、粘度を大幅に低下させることは、自発分極
を保持しなが分子構造を変える必要があることから困難
である。自発分極を保持しながら低粘度化を実現した強
誘電性液晶化合物として、特開昭６３−２２０２４号公
報、特開平１−２４６２６９号公報に、弗素原子置換ア
ルキル鎖を有するキラル化合物が提案されている。しか
しながら、この化合物を単独で、あるいは組成物の一成
分として用いて強誘電性液晶組成物を作成しても、充分
な高速応答性を得ることができない。

【０００７】また液晶の混合による高速応答化について
は、例えば、非キラルなフェニルピリミジン系液晶であ
る二環構造の５−アルキル−２−（４−アルコキシフェ
ニル）ピリミジン、三環構造の５−アルキル−２−
（４’−アルコキシビフェニル−４）ピリミジン及び５
−アルコキシ−２−（４’−アルキルビフェニル−４）
ピリミジン（特開昭６１−２９１６７９号公報、特開平
２−２６５９８６号）や、二環構造の５−アルコキシ−
２−（４−アルキルフェニル）ピリミジン（特開昭６２
−１３７８８３号公報、特開昭６３−３０１８７２号公
報、特開平２−１７３０８９号公報）をベース液晶とし
て用いた液晶表示素子が提案されている。これらとキラ
ル化合物と混合して得られる強誘電性液晶は、応答速度
の点では、良好なものもあるが、配向性が良好とはいえ
ない、あるいは双安定性が充分でないとの問題がある。
即ち、このような配向性あるいは双安定性が良好とはい
えない液晶を素子に組み込んだ場合、表示のコントラス
トが充分優れたものとならない。また、三環構造のビフ
ェニルピリミジン系の非キラル化合物を用いた場合は比
較的良好な配向性が得られるが、大きい応答速度が得ら
れないとの問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、高速応
答性を有し、且つ配向性および双安定性についても良好
な特性を有する液晶表示素子を得るため、それに使用さ
れる強誘電性液晶組成物について鋭意検討を重ねてき
た。その結果、比較的低粘度で高速応答性を示す下記一
般式（Ｉ）で表されるキラル化合物と、従来の良好な配
向性を付与できるとされている三環構造のビフェニルピ
リミジン系の非キラル化合物に比較して、ネマチック相
及びスメチックＣ相をより安定して示し、かつ粘度に於
てもより低い下記一般式（II）で表される非キラル化合
物とを使用することにより、良好な配向性を保持しなが
ら、高速応答性、良好な双安定性を示し、駆動特性に優
れた強誘電性液晶組成物が得られることが判明した。従
って、本発明は、高速応答性に優れ且つ配向性および双
安定性についても良好な特性を有する、特に液晶表示素
子用の液晶組成物として有用な強誘電性液晶組成物を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的はキラル化合
物と非キラル化合物とからなる液晶組成物であって、該
キラル化合物が、下記の一般式（Ｉ）：

【００１０】

【化３】［但し、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ独立に、ハロゲン原
子又はシアノ基で置換されていてもよい二価の芳香族炭
化水素基、二価の脂環式炭化水素基又は二価の複素環基
を表し、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、−ＣＨ₂ Ｏ−、
−ＯＣＨ₂ −、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｒ¹ は、ハロゲン原子で置換
されていてもよい直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコ
キシ基を表し（但し、隣接しないメチレン基の一つ以上
が、Ｏ、Ｓ又はＣＯで置換されていてもよい）、Ｒ²
は、置換されていてもよいアルキル基又はアルケニル基
を表し、ｎ、ｐ及びｑはそれぞれ独立に０又は１を表し
（但し、ｎ＝０のときｑ＝０である）、ｍは、３〜１１
の整数を表し、＊は不斉炭素原子を表す。］で表される
キラル化合物を含有し、そして該非キラル化合物が、下
記の一般式（II）：

【００１１】

【化４】［但し、Ｄは、２，５−ピリジニレン基を表し、ｋは、
０〜２の整数を表し、そしてＲ³ およびＲ⁴ は、それぞ
れ独立に炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル
基、炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシ
基、炭素原子数２〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシア
ルキル基、又は水酸基を表す。］で表される非キラル化
合物を含有していることを特徴とする強誘電性液晶組成
物により達成することができる。

【００１２】更に、上記目的は、少なくとも透明電極及
び配向膜がこの順で設けられた基板二枚を、配向膜同士
が対面するように配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封
入してなる液晶表示素子において、該液晶が上記の強誘
電性液晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組
成物のＳ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少
なくとも一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比
誘電率が５以上である絶縁層が設けられていることを特
徴とする液晶表示素子によっても達成することができ
る。

【００１３】本発明の好適な実施態様は下記の通りであ
る。１）上記の一般式（Ｉ）で表されるキラル化合物が、強
誘電性液晶組成物中に３〜４０重量％の範囲で含有され
ていることを特徴とする上記の強誘電性液晶組成物及び
液晶表示素子。

【００１４】２）上記の一般式（II）で表される非キラ
ル化合物が、強誘電性液晶組成物中に３〜５０重量％の
範囲で含有されていることを特徴とする上記の強誘電性
液晶組成物及び液晶表示素子。

【００１５】３）上記一般式（Ｉ）で表されるキラル化
合物と上記一般式（II）で表される非キラル化合物の合
計が、液晶組成物中に１２重量％以上占めていることを
特徴とする上記の強誘電性液晶組成物及び液晶表示素
子。

【００１６】４）上記一般式（Ｉ）で表されるキラル化
合物と上記一般式（II）で表される非キラル化合物との
比が、２０：８０〜８０：２０（一般式（Ｉ）：一般式
（II））の範囲にあることを特徴とする上記の強誘電性
液晶組成物及び液晶表示素子。

【００１７】５）上記一般式（II）で表される非キラル
化合物が、下記の一般式(III) ：

【００１８】

【化５】［但し、ｋは、０〜２の整数を表し、そしてＲ³ および
Ｒ⁴ は、それぞれ独立に炭素原子数１〜２０の直鎖又は
分岐のアルキル基、炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐
のアルコキシ基、炭素原子数２〜２０の直鎖又は分岐の
アルコキシアルキル基、又は水酸基を表す。］で表され
る非キラル化合物であることを特徴とする強誘電性液晶
組成物及び液晶表示素子。

【００１９】［発明の詳細な記述］先ず、上記一般式
（Ｉ）で表されるキラル化合物（Ｉ）について説明す
る。一般式（Ｉ）において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ
独立に、ハロゲン原子又はシアノ基で置換されていても
よい二価の芳香族炭化水素基、二価の脂環式炭化水素基
又は二価の複素環基を表す。このハロゲン原子としては
フッ素原子等が好ましい。またＡ、Ｂ及びＣが置換基を
有するものである場合、置換基の数は１〜６個であるこ
とが好ましい。二価の芳香族炭化水素基としては例えば
１，４−フェニレン基、２，６−ナフチレン基が好まし
く、二価の脂環式炭化水素基としては例えば１，４−シ
クロヘキシレン基が好ましい。また、二価の複素環基と
しては、炭素原子以外に１個以上の窒素原子を含む（好
ましくは６員環の）複素環基が好ましく、例えば、２，
５−ピリミジニレン基、２，５−ピリジニレン基、３，
６−ピリジニレン基、２，５−ピラジニレン基、３，６
−ピリダジニレン基、３，６−テトラジニレン基、１，
２，４−トリアジン−３，６−イレン基等を好ましい例
として挙げることができる。

【００２０】Ｒ¹ は、ハロゲン原子で置換されていても
よい直鎖又は分岐のアルキル基又はアルコキシ基を表
し、好ましくは、置換基を有しないか又は１〜４個のハ
ロゲン原子（好ましくはフッ素原子）で置換された、炭
素原子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基又はアル
コキシ基である。また、Ｒ¹ で表されるアルキル基又は
アルコキシ基の隣接しないメチレン基の一つ以上が、
Ｏ、Ｓ又はＣＯで置換されていてもよい。Ｒ¹ で表され
る基として好ましい例としては、ペンチル、ヘキシル、
ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ウン
デシル、７−メトキシヘプチル、８−メトキシオクチ
ル、１０−メトキシデシル、ペンチルオキシ、ヘキシル
オキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキ
シ、デシルオキシ、ドデシルオキシ、ウンデシルオキ
シ、７−メトキシヘプチルオキシ、８−メトキシオクチ
ルオキシ、１０−メトキシデシルオキシ、７−メチルオ
クチル、８−メチルノニル、９−メチルデシル、７−エ
チルノニル、７−メチルオクチルオキシ、８−メチルノ
ニルオキシ、オクチルチオ、ノニルチオ、７−メチルオ
クチルチオ及びノナノイル等を挙げることができる。更
に、Ｒ¹ は、下記式（Ｉ−１）：

【００２１】

【化６】

【００２２】（式中、Ｒ⁷ は置換されていてもよいアル
キル基又はアルケニル基を表し、ｍ１は、３〜１１の整
数を表し、＊は不斉炭素原子を表す）で表される基であ
ってもよい。

【００２３】Ｒ² は、置換されていてもよいアルキル基
又はアルケニル基を表し、好ましくは置換されていない
か又はハロゲン原子（好ましくはフッ素原子）等で置換
された炭素数１〜４のアルキル基又は炭素原子数２〜４
のアルケニル基を表す。Ｒ²で表される基として特に好
ましいものは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチ
ル、ビニル、アリル、トリフルオロメチル、２，２，２
−トリフルオロエチル等である。また、ｐ及びｑは０で
あることが好ましい。

【００２４】上記キラル化合物（Ｉ）は、下記の反応式
（Ａ）に示す合成経路により合成することができる。

【００２５】

【化７】

【００２６】［反応式（Ａ）に於いて、Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｘ、Ｙ、Ｒ¹ 、Ｒ² 、ｎ、ｐ、ｑ及びｍは、一般式
（Ｉ）に於いて定義したことと同じである］。

【００２７】即ち、光学活性エピクロロヒドリン（１）
を沃化銅の存在下にアルコキシアルキルマグネシウムブ
ロミド（２）と反応させて光学活性化合物（３）を合成
し、光学活性化合物（３）を塩基を用いて脱水反応させ
て光学活性エポキシ化合物（４）を合成し、光学活性エ
ポキシ化合物（４）にフッ化水素ピリジンを反応させて
光学活性フルオロアルコール化合物（５）を合成する。
化合物（５）をｐ−トルエンスルホン酸クロリド（Ｔｓ
Ｃｌ）と反応させてトシレート化合物（６）を合成した
後、化合物（６）を化合物（７）と反応させてキラル化
合物（Ｉ）を合成する。また、Ｒ² とＲ⁷ とが同じであ
りｍとｍ１とが同じであるキラル化合物を合成する場合
には、化合物（７）の代わりにＨＯ−Ａ−（Ｘ)_p−Ｂ−
（Ｙ)_q−（Ｃ)_n−ＯＨで表されるジオール化合物を使用
してもよい。

【００２８】上記反応で使用することができる化合物
（５）として、例えば下記のような化合物を挙げること
ができる。

【００２９】２−フルオロ−５−メトキシ−１−ペンタ
ノール２−フルオロ−５−エトキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−ビニルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−アリルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−プロピルオキシ−１−ペンタノール２−フルオロ−５−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ペンタノール２−フルオロ−５−ｎ−ブチルオキシ−１−ペンタノー
ル２−フルオロ−５−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ペンタノール２−フルオロ−５−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ペンタノール２−フルオロ−５−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ペンタノール

【００３０】２−フルオロ−６−メトキシ−１−ヘキサ
ノール２−フルオロ−６−エトキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−ビニルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−アリルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−プロピルオキシ−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ヘキサノール２−フルオロ−６−ｎ−ブチルオキシ−１−ヘキサノー
ル２−フルオロ−６−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ヘキサノール２−フルオロ−６−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ヘキサノール２−フルオロ−６−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ヘキサノール

【００３１】２−フルオロ−７−メトキシ−１−ヘプタ
ノール２−フルオロ−７−エトキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−ビニルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−アリルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−プロピルオキシ−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ヘプタノール２−フルオロ−７−ｎ−ブチルオキシ−１−ヘプタノー
ル２−フルオロ−７−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ヘプタノール２−フルオロ−７−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ヘプタノール２−フルオロ−７−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ヘプタノール

【００３２】２−フルオロ−８−メトキシ−１−オクタ
ノール２−フルオロ−８−エトキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−ビニルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−アリルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−プロピルオキシ−１−オクタノール２−フルオロ−８−（１−メチルエチルオキシ）−１−
オクタノール２−フルオロ−８−ｎ−ブチルオキシ−１−オクタノー
ル２−フルオロ−８−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−オクタノール２−フルオロ−８−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−オクタノール２−フルオロ−８−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−オクタノール

【００３３】２−フルオロ−９−メトキシ−１−ノナノ
ール２−フルオロ−９−エトキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−ビニルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−アリルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−プロピルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−（１−メチルエチルオキシ）−１−
ノナノール２−フルオロ−９−ｎ−ブチルオキシ−１−ノナノール２−フルオロ−９−（２−メチルプロピルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（１−メチルプロピルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（１，１−ジメチルエチルオキシ）
−１−ノナノール２−フルオロ−９−（トリフルオロメチルオキシ）−１
−ノナノール２−フルオロ−９−（２，２，２−トリフルオロエチル
オキシ）−１−ノナノール

【００３４】２−フルオロ−１０−メトキシ−１−デカ
ノール２−フルオロ−１０−エトキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−ビニルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−アリルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−プロピルオキシ−１−デカノール２−フルオロ−１０−（１−メチルエチルオキシ）−１
−デカノール２−フルオロ−１０−ｎ−ブチルオキシ−１−デカノー
ル２−フルオロ−１０−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−デカノール２−フルオロ−１０−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−デカノール２−フルオロ−１０−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−デカノール

【００３５】２−フルオロ−１１−メトキシ−１−ウン
デカノール２−フルオロ−１１−エトキシ−１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−ビニルオキシ−１−ウンデカノー
ル２−フルオロ−１１−アリルオキシ−１−ウンデカノー
ル２−フルオロ−１１−プロピルオキシ−１−ウンデカノ
ール２−フルオロ−１１−（１−メチルエチルオキシ）−１
−ウンデカノール２−フルオロ−１１−ｎ−ブチルオキシ−１−ウンデカ
ノール２−フルオロ−１１−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−ウンデカノール２−フルオロ−１１−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−ウンデカノール

【００３６】２−フルオロ−１２−メトキシ−１−ドデ
カノール２−フルオロ−１２−エトキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−ビニルオキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−アリルオキシ−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−プロピルオキシ−１−ドデカノー
ル２−フルオロ−１２−（１−メチルエチルオキシ）−１
−ドデカノール２−フルオロ−１２−ｎ−ブチルオキシ−１−ドデカノ
ール２−フルオロ−１２−（２−メチルプロピルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（１−メチルプロピルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（１，１−ジメチルエチルオキ
シ）−１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（トリフルオロメチルオキシ）−
１−ドデカノール２−フルオロ−１２−（２，２，２−トリフルオロエチ
ルオキシ）−１−ドデカノール

【００３７】キラル化合物（１）の具体例としては、下
記の化合物を挙げることができる。

【００３８】

【化８】

【００３９】

【化９】

【００４０】

【化１０】

【００４１】

【化１１】

【００４２】

【化１２】

【００４３】

【化１３】

【００４４】

【化１４】

【００４５】

【化１５】

【００４６】

【化１６】

【００４７】

【化１７】

【００４８】

【化１８】

【００４９】

【化１９】

【００５０】

【化２０】

【００５１】

【化２１】

【００５２】

【化２２】

【００５３】

【化２３】

【００５４】

【化２４】

【００５５】

【化２５】

【００５６】

【化２６】

【００５７】

【化２７】

【００５８】

【化２８】

【００５９】

【化２９】

【００６０】

【化３０】

【００６１】

【化３１】

【００６２】

【化３２】

【００６３】

【化３３】

【００６４】

【化３４】

【００６５】

【化３５】

【００６６】

【化３６】

【００６７】

【化３７】

【００６８】

【化３８】

【００６９】

【化３９】

【００７０】

【化４０】

【００７１】

【化４１】

【００７２】

【化４２】

【００７３】

【化４３】

【００７４】

【化４４】

【００７５】

【化４５】

【００７６】

【化４６】

【００７７】

【化４７】

【００７８】キラル化合物（Ｉ）の合成例（上記例示化
合物Ａ２２の合成）を示す。（Ｓ）−２−フルオロ−７
−メトキシヘプチルトシレート４９０ｍｇ、４−［２−
（４−ヘプチルフェニル）−５−ピリミジニル］フェノ
ール５７１ｍｇ、及びＤＭＦ３ｍｌの中に、炭酸カリウ
ム５７０ｍｇを加え、１１０℃で８時間攪拌した。反応
終了後水５ｍｌを加え、酢酸エチルで抽出し、水洗い、
脱水した後、溶媒を留去した。粗生成物をヘキサン／酢
酸エチル（８／１）混合溶媒を用いてカラムクロマトグ
ラフィーにより精製し、更にエタノールにより再結晶し
て、４４５ｍｇの２−フルオロ−８−メトキシ−１−
［４−［２−（４−ヘプチルフェニル）−５−ピリミジ
ル］フェニルオキシ］ヘプタン（上記例示化合物２２
番）を得た。相転移温度を下記に示す。 79.1℃ _. 90℃ 94 ℃ 115℃ 147℃ 172℃ Cryst. → Ｓ₅ → Ｓ₄ → Ｓ₃ → Ｓｃ^* → Ｓ_A → Iso 57.3℃ _. 90℃ 94 ℃ 115℃ 147℃ 172℃ Ｓ₆ ← Ｓ₅ ← Ｓ₄ ← Ｓ₃ ← Ｓｃ^* ← Ｓ_A ← Iso

【００７９】上記一般式（II）で表わされる本発明の非
キラル化合物について説明する。一般式（II）におい
て、Ｄは、２，５−ピリジニレン基を表わす。ピリジニ
レン基は、ベンゼン環と２位で結合していても、５位で
結合していても良いが、前記一般式（III)のように２位
で結合していることが好ましい。ｋは、０〜２の整数を
表わす。即ち、フェニレン基は、置換基を持たない場
合、一個の弗素原子で置換された場合、そして二個の弗
素原子で置換された場合がある。

【００８０】Ｒ³ およびＲ⁴ は、それぞれ独立に炭素原
子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素原子数
１〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシ基、炭素原子数２
〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシアルキル基、又は水
酸基を表わす。そして、炭素原子数５〜１５の直鎖又は
分岐のアルキル基、炭素原子数７〜１１の直鎖又は分岐
のアルコキシ基、炭素原子数７〜１１の直鎖又は分岐の
アルコキシアルキル基、又は水酸基が好ましく、さら
に、炭素原子数５〜１１の直鎖又は分岐のアルキル基、
炭素原子数５〜８の直鎖又は分岐のアルコキシ基、炭素
原子数５〜９の直鎖又は分岐のアルコキシアルキル基、
又は水酸基が好ましい。好ましい直鎖のアルキル基とし
ては、例えば、ペンチル基、ヘプチル基、オクチル基、
ノニル基、デシル基、ウンデシル基及びドデシル基を挙
げることができる。好ましい分岐のアルキル基として
は、例えば、６−メチルヘプチル基、７−メチルオクチ
ル基を挙げることができる。好ましいアルコキシ基とし
ては、例えば、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基な
どの直鎖のアルコキシ基を挙げることができる。好まし
いアルコキシアルキル基としては、例えば、８−メトキ
シオクチル基を挙げることができる。

【００８１】上記一般式（II）で表わされる非キラル化
合物は、下記の反応式（Ｂ）に示す合成経路により合成
することができる。

【００８２】

【化４８】

【００８３】［反応式（Ｂ）に於いて、Ｄ、ｋ、Ｒ³ 及
びＲ⁴ は、一般式（II）に於いて定義したものと同じで
ある］。即ち、５−置換−２−（４−シアノフェニル）
ピリジンから導かれるアミジン塩酸塩（１）と、対応す
るアクロレイン（２）とを塩基の存在下に反応させるこ
とにより、一般式（II）の化合物を得ることができる。
あるいは、上記アクロレインの代わりに対応する置換マ
ロン酸ジエステルとを反応させることによっても一般式
（II）の化合物を得ることができる。

【００８４】なお、上記５−置換−２−（４−シアノフ
ェニル）ピリジンは、特開昭６０−１６３８６４号公報
に記載の合成法に従って合成することができる。また、
上記ピリミジン環の閉環は、特開昭６０−５４３７１号
公報あるいは特開昭６３−３０１８７２号公報に記載の
方法に従って行なうことができる。

【００８５】本発明者の検討によると、上記一般式（I
I）で表わされる非キラル化合物は、従来の良好な配向
性を付与できるとされている三環構造のビフェニルピリ
ミジン系の非キラル化合物に比較して、ネマチック相及
びスメチックＣ相をより安定して示し、かつ粘度に於て
も低いとの優位性を有する。そして更に、この一般式
（II）で表される非キラル化合物を、前記一般式（Ｉ）
で表わされるキラル化合物と共に使用することにより、
高速応答性、良好な配向性及び双安定性を有し、駆動特
性に優れた強誘電性液晶組成物を得ることができる。

【００８６】上記一般式（II）で表わされる化合物とし
ては、例えば下記のものを挙げることができる。

【００８７】１−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４
−（５−ペンチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ペンチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘキシル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００８８】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４
−（５−オクチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘキ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−オクチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００８９】１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−
（５−ヘプチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−オクチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ノニル
−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−デシル
−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ノニル−２−ピリジル）−４−（５−ウンデ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−オクチ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−ノニル
−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−デシル
−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−デシル−２−ピリジル）−４−（５−ウンデ
シル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００９０】１−［５−（６−メチルヘプチル）−２−
ピリジル］−４−（５−ヘキシル−２−ピリミジニル）
ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−［５−（６
−メチルヘプチル）−２−ピリミジニル］ベンゼン１−［５−（６−メチルヘプチル）−２−ピリジル］−
４−［５−（７−メチルオクチル）−２−ピリミジニ
ル］ベンゼン

【００９１】１−（５−ヘプチルオキシ−２−ピリジ
ル）−４−（５−ヘプチル−２−ピリミジニル）ベンゼ
ン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−オク
チルオキシ−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００９２】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４
−（５−ヒドロキシ−２−ピリミジニル）ベンゼン

【００９３】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４
−［５−（８−メトキシオクチル）−２−ピリミジニ
ル］ベンゼン

【００９４】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−２
−フルオロ−４−（５−ヘキシル−２−ピリミジニル）
ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−３−フルオロ−
４−（５−ヘプチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−２，３−ジフル
オロ−４−（５−ヘプチル−２−ピリミジニル）ベンゼ
ン

【００９５】上記一般式(II)で表わされる非キラル化合
物の合成例を、以下に示す。

【００９６】［合成例］１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプ
チル−２−ピリミジニル）ベンゼン上記構造式を下記に示す

【００９７】

【化４９】

【００９８】ｔ−ブトキサイド（カリウム−ｔ−ブチル
アルコラート）３．５４ｇ（３１．６ミリモル）のｔ−
ブチルアルコール溶液７０ｍｌに、１−（５−ヘプチル
−２−ピリジル）−４−フェニルアミジン塩酸塩３．５
０ｇ（１０．５ミリモル）及びα−ヘプチル−β−ジメ
チルアミノアクロレイン２．０２ｇ（１０．５ミリモ
ル）を加え、７時間還流した。反応混合物を酢酸水溶液
に投入し、酢酸エチルで抽出した。得られた有機層を水
洗し、その後溶媒を留去した。残留物をカラムクロマト
グラフィーで精製し、エタノールから再結晶して１−
（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ヘプチル
−２−ピリミジニル）ベンゼン１．４６ｇを得た。

【００９９】得られた化合物は、液晶層を有し、その相
転移温度は次のとおりであった。 108.5℃ 124.8℃ 169.9℃ Ｃｒ ←→ Ｓ_C ←→ Ｓ_A ←→ Ｉ

【０１００】本発明の強誘電性液晶組成物は、比較的低
粘度で高速応答性を示す、弗素原子とアルコキシアルキ
ル基と結合した不斉炭素原子を有する上記一般式（Ｉ）
で表わされるキラル化合物と、粘度が低く且つ配向し易
く液晶組成物に添加した場合に組成物に安定な配向性を
付与する性質を有する上記一般式(II)で表わされる非キ
ラル化合物とを主成分としている。すなわち、上記一般
式（Ｉ）で表わされる非キラル化合物は、従来のキラル
化合物に比べて粘度が比較的低くく速い応答性を示すも
のであり、さらに、非キラル化合物として、上記特定の
三環からなるピリジルピリミジン系液晶化合物（非キラ
ル化合物）と併用することにより、この組成物を組み込
んで素子とした時、応答速度が大きいだけでなく、表示
のコントラストの向上に寄与する配向性および双安定性
についても優れた素子を得ることができる。

【０１０１】上記の一般式（Ｉ）で表わされるキラル化
合物は、強誘電性液晶組成物中に一般に３重量％以上含
まれており、３〜４０重量％が好ましく、更に５〜３０
重量％の範囲が好ましい。

【０１０２】上記の一般式（II）で表わされる非キラル
化合物で表わされる非キラル化合物は、組成物中に一般
に２重量％以上含まれており、３〜５０重量％が好まし
く、更に３〜２５重量％の範囲が好ましい。

【０１０３】上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合
物及び上記一般式（II）で表わされる非キラル化合物の
合計が、液晶組成物中に１２重量％以上占めていること
が一般的であり、１５重量％以上占めていることが好ま
しい。また、上記一般式（Ｉ）で表わされるキラル化合
物と上記一般式（II）で表わされる非キラル化合物との
比が、２０：８０〜８０：２０（一般式（Ｉ）：一般式
（II））の範囲にあることが好ましく、さらに３０：７
０〜７０：３０の範囲にあることが好ましい。また、組
成物中に非キラル化合物を４０重量％以上含んでいるこ
とが好ましい。

【０１０４】本発明の強誘電性液晶組成物中には、キラ
ル化合物（Ｉ）以外の他のキラル化合物が含有されてい
てもよい。他のキラル化合物の好ましい例としては、５−オクチル−２−［４−（（２Ｓ）−２−フルオロオ
クチルオキシ）フェニル］ピリミジン５−［（２Ｓ）−２−（（２Ｓ）−２−プロピルオキシ
プロパノイルオキシ）プロピルオキシ］−２−（４−オ
クチルオキシフェニル）ピリミジン５−［（２Ｓ）−２−（（２Ｓ）−２−プロピルオキシ
プロパノイルオキシ）プロピルオキシ］−２−（４’−
ヘプチルビフェニル−４−イル）ピリミジン５−（（２Ｓ）−２−メチルブチル）−２−（４’−ヘ
プチルビフェニル−４−イル）ピリミジン等を挙げることができる。

【０１０５】本発明の強誘電性液晶組成物中には、上記
一般式(II)で表わされる非キラル化合物以外に他の非キ
ラル化合物が含有されていても良い。好ましい非キラル
化合物の例として、下記のような化合物を挙げることが
できる。

【０１０６】５−デシル−２−（４−オクチルフェニ
ル）ピリミジン５−ウンデシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミ
ジン５−ドデシル−２−（４−オクチルフェニル）ピリミジ
ン５−ドデシル−２−（４−ノニルフェニル）ピリミジン５−ドデシル−２−［４−（８−メチルノニル）フェニ
ル］ピリミジン５−ドデシル−２−［４−（９−メチルデシル）フェニ
ル］ピリミジン

【０１０７】５−（７−メチルオクチル）−２−（４−
オクチルフェニル）ピリミジン５−（８−メチルノニル）−２−（４−オクチルフェニ
ル）ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−（４−オクチルフェニ
ル）ピリミジン５−（８−メチルノニル）−２−（４−ノニルフェニ
ル）ピリミジン５−ノニル−２−［４−（８−メチルノニル）フェニ
ル］ピリミジン５−デシル−２−［４−（８−メチルノニル）フェニ
ル］ピリミジン５−デシル−２−［４−（９−メチルデシル）フェニ
ル］ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−［４−（８−メチルノ
ニル）フェニル］ピリミジン５−（９−メチルデシル）−２−［４−（９−メチルデ
シル）フェニル］ピリミジン５−（１０−メチルウンデシル）−２−［４−（９−メ
チルデシル）フェニル］ピリミジン

【０１０８】５−ノニルオキシ−２−（４−ヘプチルフ
ェニル）ピリミジン５−オクチル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピ
リミジン５−ノニル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピリ
ミジン５−ヘプチル−２−（４−ノニルオキシフェニル）ピリ
ミジン５−ヘキシル−２−（４’−ペンチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン５−ヘプチル−２−（４’−ペンチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン５−オクチル−２−（４’−ヘプチルビフェニル−４−
イル）ピリミジン

【０１０９】５−ヘプチル−２−（４−ヘプチルオキシ
フェニル）ピリジン５−ヘプチル−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピ
リジン５−ヘプチル−２−（４−ノニルオキシフェニル）ピリ
ジン

【０１１０】１−（４−ヘプチルシクロヘキシル）−４
−（５−オクチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（４−ヘプチルシクロヘキシル）−４−（５−オク
チルオキシ−２−ピリミジニル）ベンゼン６−（４−ヘプチルシクロヘキシル）−３−（５−オク
チル−２−ピリミジニル）ピリジン６−（４−ヘプチルシクロヘキシル）−３−（５−オク
チルオキシ−２−ピリミジニル）ピリジン６−（５−ヘプチルフェニル）−３−（５−ヘプチル−
２−ピリミジニル）ピリジン

【０１１１】１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−３
−（５−オクチル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−ノニ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン１−（５−ヘプチル−２−ピリジル）−４−（５−デシ
ル−２−ピリミジニル）ベンゼン

【０１１２】５−ヘプチル−２−（３−フルオロ−４−
オクチルオキシフェニル）ピリジン５−（４−ヘプチルオキシフェニル）−２−（４−ヘプ
チルフェニル）ピリジン５−デシル−２−（４−デカノイルオキシフェニル）ピ
リジン４−オクチルオキシフェニル−４’−デシルオキシベン
ゾエート４−オクチルオキシフェニル−４’−デシルベンゾエー
ト４−ヘキシルオキシフェニル−４’−オクチルベンゾエ
ート

【０１１３】次に、本発明の液晶表示素子について添付
する図面を参照して説明する。図１は、本発明の液晶表
示素子の一実施例の主要部を模式的に示す断面図であ
る。図１に於いて、液晶表示素子１は、基板２の上に透
明電極３が設けられ、その上に絶縁層４が設けられ、更
にその上に配向膜５が設けられ、一方、基板６の上に透
明電極７が設けられ、その上に絶縁層８が設けられ、更
にその上に配向膜９が設けられ、基板２と基板６とが配
向膜５及び配向膜９とが対面しそれらの間に空隙が形成
されるように配設され、この空隙内に本発明の強誘電性
液晶組成物（以下、単に液晶と言うことがある）１０が
封入されて構成されている。

【０１１４】液晶表示素子１は、配向膜５及び９が特定
のティルト角を有し、絶縁層４及び８が特定の比誘電率
を有し、液晶１０が本発明の強誘電性液晶組成物である
ことの他は従来公知の液晶表示素子と同様である。

【０１１５】即ち、基板２及び基板６としては、ガラス
基板、透明な耐熱性樹脂基板等を使用することができ、
透明電極３及び７としては、ＩＴＯ膜、ＳｎＯ₂ 膜、Ｉ
ｎ₂Ｏ₃ 膜等を使用することができる。

【０１１６】また、絶縁層４及び８としては、５以上、
好ましくは８以上の比誘電率を有するものであれば特に
限定されないが、例えば、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｈ
ｆＯ₂ 、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｎｄ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 等
から形成された、３０〜３００ｎｍの膜厚を有するもの
が好ましい。このような絶縁層は、従来公知の成膜法、
例えば、抵抗加熱による真空蒸着法、エレクトロンビー
ム（ＥＢ）加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーティング法等により形成することができ
る。絶縁層４及び８は何れか一方のみ設けてもよい。

【０１１７】また、配向膜５及び９としては、使用する
本発明の強誘電性液晶組成物のＳ_A相でのプレティルト
角（液晶表示素子用セルをアンチパラレルに組み、液晶
を注入した後、Ｓ_A 相を示す温度でクリスタルローテー
ション法により求めた値）が５度以上、好ましくは８度
以上である配向膜であれば特に限定されず、ラビング処
理したポリイミド膜、ＳｉＯ₂ 斜め蒸着膜等を使用する
ことができる。このような配向膜はそれ自体公知の方法
により形成することができる。

【０１１８】例えば、上記のような性質を有するポリイ
ミド配向膜は、下記のようなジアミン（ａ）とテトラカ
ルボン酸二無水物（ｂ）とから得られるポリアミック酸
を、溶剤に溶解して配向膜形成用塗布液を調製し、この
塗布液を絶縁層４又は８の上に塗布し、乾燥し、加熱処
理し、次いでラビング処理することにより形成すること
ができる。

【０１１９】

【化５０】

【０１２０】

【化５１】

【０１２１】ポリイミド配向膜の膜厚は一般に５〜２０
０ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍであることが好ましく、Ｓ
ｉＯ₂ 斜め蒸着配向膜の膜厚は一般に５〜１００ｎｍ、
特に５〜５０ｎｍであることが好ましい。

【０１２２】液晶表示素子１の液晶を封入する空隙の厚
さ（セル・ギャップ）は、一般に１〜６μｍ、好ましく
は１〜２μｍであり、このような薄いセル・ギャップの
液晶表示素子に於いても、本発明の強誘電性液晶組成物
を用いた液晶表示素子は向上した高速応答性を示す。

【０１２３】本発明の液晶表示素子は、セグメント型表
示方式のものであっても、マトリクス型表示方式のもの
であってもよく、また黒白又はカラーの何れであっても
よく、必要に応じて更にカラーフィルタ、ブラックマス
ク、保護層、ヒーター等が設けられていてもよい。

【０１２４】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。し
かしながら、本発明は以下の実施例によって制限を受け
るものでない。

【０１２５】［実施例１］表１に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｂ）は非
キラル化合物（II) を表わす。

【０１２６】

【表１】

【０１２７】上記強誘電性液晶組成物を二枚のガラス板
にはさみ、偏光顕微鏡による相の組織模様の観察を行っ
た結果、相転移温度を下記の通り確認した。

【０１２８】次に、この液晶組成物を、配向膜としてポ
リイミドを塗布しその表面をラビングすることにより平
行配向処理を施した、透明ガラス電極を備えた厚さ２μ
ｍのセルに注入して徐冷し、配向させて液晶素子とし、
これを２枚の直交した偏光板にはさみ、±１０Ｖ、５０
Ｈｚの矩形波を印加した際に、その透過光強度が０％か
ら９０％に変化するのに要する時間（応答時間τ）を測
定した。その結果、３５℃におけるτは８７μｓｅｃで
あった。

【０１２９】また、矩形波印加時の分極反転電流の半値
幅から求めた、３５℃におけるこの液晶の回転粘度係数
（η）は１３０ｍＰａｓｅｃであった。また三角波印加
時の分極反転電流のピークの面積から求めた自発分極Ｐ
ｓは、１４．１ｎＣｃｍ^-2であった。

【０１３０】また、１００Ｖの直流電流をかけその極性
を反転させたときの消光位の移動角（２θ）を調べるこ
とにより求めたチルト角θは、３５℃で１９．９°であ
った。

【０１３１】更に、直流で１０Ｖの電圧を印加後、電圧
を０にして、印加時の配向状態が維持されているかどう
か観察した。電圧０の時も印加時と同じ光学強度が得ら
れ、配向状態に変化がないことが確認された。従って、
本発明の組成物は双安定性（メモリー性）に優れたもの
であることが分かった。

【０１３２】上記本発明の強誘電性液晶組成物は、応答
速度が高く、且つ双安定性に優れている。また上記相転
移温度のＳ_A →Ｎ^* が示すように、Ｓ_A 、Ｎ^* の両方の
相を有し、且つ偏光顕微鏡でＳ_A 相を観察すると均一な
二次元の相が確認されたことから、配向性にも優れてい
ることが分かった。

【０１３３】［実施例２］表２に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｂ）は非
キラル化合物（II) を表す。

【０１３４】

【表２】

【０１３５】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝５２μｓ、 η＝１１５ｍＰａｓ、Ｐｓ＝８．６ｎＣｃｍ^-2、θ＝１８．１° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１３６】［実施例３］表３に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｂ）は非
キラル化合物（II) を表す。

【０１３７】

【表３】

【０１３８】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６８．９μｓ、 η＝１２３ｍＰａｓ、Ｐｓ＝９．５ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１８．５５° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１３９】［実施例４］表４に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（II）である。

【０１４０】

【表４】

【０１４１】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６５．４μｓ、 η＝１４７ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１１．０ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１８．０° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１４２】［実施例５］表５に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（III)である。

【０１４３】

【表５】

【０１４４】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６２．３μｓ、 η＝１４６ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１３．６ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．９° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１４５】［実施例６］表６に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（II）である。

【０１４６】

【表６】

【０１４７】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝６４．７μｓ、 η＝１２６ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１３．５ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１８．７５° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１４８】［実施例７］表７に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）、そして化合物ｂ）は非
キラル化合物（II) を表す。

【０１４９】

【表７】

【０１５０】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝９９．４μｓ、 η＝２３０ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１４．９ｎＣｃｍ^-2、 θ＝２０．７° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５１】［実施例８］表８に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ）は非
キラル化合物（II）である。

【０１５２】

【表８】

【０１５３】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、３５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝５８．０μｓ、 η＝１４０ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１２．９ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１７．３° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５４】［実施例９］表９に示す化合物及びそれら
の組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。なお、化
合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ１）〜
ｂ４）は非キラル化合物（III)である。

【０１５５】

【表９】

【０１５６】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝３９．０μｓ、 η＝１１０ｍＰａｓ、Ｐｓ＝９．３ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１５．３° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１５７】［実施例１０］表１０に示す化合物及びそ
れらの組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。な
お、化合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物ｂ
１）〜ｂ４）は非キラル化合物（II）である。

【０１５８】

【表１０】

【０１５９】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝３７．０μｓ、 η＝１０９ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１０．７ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１５．８° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１６０】［実施例１１］表１１に示す化合物及びそ
れらの組成割合の強誘電性液晶組成物を調製した。な
お、化合物ａ）はキラル化合物（Ｉ）であり、化合物
ｂ）は非キラル化合物（II）である。

【０１６１】

【表１１】

【０１６２】上記の強誘電性液晶組成物について、実施
例１におけると同様にして相転移温度、４５℃における
応答時間、回転粘度係数、自発分極、チルト角を測定し
た結果、次のような値を得た。 τ＝７２．０μｓ、 η＝１２０ｍＰａｓ、Ｐｓ＝１４．０ｎＣｃｍ^-2、 θ＝１９．５° また、実施例１と同様に双安定性、配向性についても評
価したところ、共に実施例１と同様に優れたものであっ
た。

【０１６３】［実施例１２］ガラス基板（厚さ：１．１
ｍｍ）の上にＩＴＯの透明電極（膜厚：１５０ｎｍ）を
形成し、透明電極の上にＴａ₂ Ｏ₅ からなる絶縁層（膜
厚：１００ｎｍ）をエレクトロンビーム真空蒸着法によ
り形成した。この絶縁層の比誘電率は、銅板上に形成し
たＴａ₂ Ｏ₅ 層の上にもう１枚の銅板を押圧して得られ
るＴａ₂ Ｏ₅層を２枚の銅板で挟んだものをＬＣＲメー
ター（横河・ピューレット・パッカード（株）製）によ
り測定したところ、２２であった。

【０１６４】この絶縁層の上に、等モル量の前記ジアミ
ン（ａ−１）とテトラカルボン酸二無水物（ｂ−１）と
から脱水縮合により得られたポリアミック酸の１０重量
％Ｎ−メチルピロリドン溶液２０重量部と、塗布液用希
釈剤（Ｎ−メチルピロリドン２０重量％、エチレングリ
コールモノブチルエーテル４０重量％及びジエチレング
リコールモノエチルエーテル４０重量％の混合物）８０
重量部とを混合して得られた配向膜用塗布液をスピナー
を用いて塗布し、塗膜を２９５℃で１時間乾燥してポリ
イミド配向膜を形成した。ポリイミド配向膜の表面をナ
イロン起毛布でラビング処理した。

【０１６５】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が反平行になるように内側に向
かい合わせて、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用
いて貼り合わせ、セル・ギャップが３μｍのプレティル
ト角測定用セルを作製した。

【０１６６】このプレティルト角測定用セルに、実施例
１で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は２２°であっ
た。

【０１６７】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜のラビン
グ処理面をラビング方向が平行になるように内側に向か
い合わせて、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用い
て貼り合わせ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示
素子用セルを作製した。

【０１６８】上記液晶表示素子用セルに、実施例１で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝５
〜３０μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用い
てスイッチング状態を観察したところ、τ_S ＝１４〜２
０μｓｅｃの範囲でコントラスト比の高い明瞭なスイッ
チング動作が認められた。

【０１６９】［実施例１３］実施例１２に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例２で調製した強誘電性液晶組成物を注入
し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝
±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝１１〜１６μｓｅｃの範囲でコントラスト
比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１７０】［実施例１４］実施例１２に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例９で調製した強誘電性液晶組成物を注入
し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝
±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝１２〜１６μｓｅｃの範囲でコントラスト
比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１７１】［実施例１５］実施例１２に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例１０で調製した強誘電性液晶組成物を注
入し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S
＝±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝１０〜１３μｓｅｃの範囲でコントラスト
比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１７２】［実施例１６］実施例１２に於けると同様
にして、ガラス基板の上にＩＴＯの透明電極およびＴａ
₂ Ｏ₅ からなる絶縁層を形成し、絶縁層の上に、ポリイ
ミド配向膜の代わりに、ＳｉＯ₂ を蒸着角８３°にて斜
め蒸着して、ＳｉＯ₂ 配向膜（膜厚：２５ｎｍ）を形成
した。

【０１７３】上記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、ＳｉＯ₂ の蒸着
方向が反平行になるように配向膜を内側に向かい合わせ
て、３μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼り合
わせ、セル・ギャップが３μｍのプレティルト角測定用
セルを作製した。

【０１７４】このプレティルト角測定用セルに、実施例
１で調製した強誘電性液晶組成物を注入し、７０℃でＳ
_A 相に於けるプレティルト角を、日本光学株式会社製の
偏光顕微鏡を用いてクリスタルローテーション法により
測定したところ、上記プレティルト角は９°であった。

【０１７５】前記のようにして得られた、透明電極、絶
縁層及び配向膜を有する基板の二枚を、配向膜をＳｉＯ
₂ の蒸着方向が平行になるように内側に向かい合わせ
て、２μｍのスペーサを混入した接着剤を用いて貼り合
わせ、セル・ギャップが１．９μｍの液晶表示素子用セ
ルを作製した。

【０１７６】上記液晶表示素子用セルに、実施例１で調
製した強誘電性液晶組成物を注入し、４５℃に保持し
て、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝±４２Ｖ、τ_S ＝５
〜３０μｓｅｃ）の電場を印加して、偏光顕微鏡を用い
てスイッチング状態を観察したところ、τ_S ＝１６〜２
０μｓｅｃの範囲でコントラスト比の高い明瞭なスイッ
チング動作が認められた。

【０１７７】［実施例１７］実施例１６に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例２で調製した強誘電性液晶組成物を注入
し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝
±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝１１〜１６μｓｅｃの範囲でコントラスト
比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１７８】［実施例１８］実施例１２に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例９で調製した強誘電性液晶組成物を注入
し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S ＝
±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝１１〜１５μｓｅｃの範囲でコントラスト
比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１７９】［実施例１９］実施例１２に於けると同様
にして、液晶表示素子用セルを作製し、この液晶表示素
子用セルに、実施例１で調製した強誘電性液晶組成物の
代わりに実施例１０で調製した強誘電性液晶組成物を注
入し、４５℃に保持して、図２に示す波形（但し、Ｖ_S
＝±４２Ｖ、τ_S ＝５〜３０μｓｅｃ）の電場を印加し
て、偏光顕微鏡を用いてスイッチング状態を観察したと
ころ、τ_S ＝８．６〜１１μｓｅｃの範囲でコントラス
ト比の高い明瞭なスイッチング動作が認められた。

【０１８０】

【発明の効果】本発明の強誘電性液晶組成物は、液晶表
示素子に使用した場合、高速応答性を示し、さらに配向
性および双安定性についても良好な特性を示す。従っ
て、液晶表示素子用の液晶組成物として有用な強誘電性
液晶組成物ということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例の主要部を模
式的に示す断面図である。

【図２】実施例１２〜１９に於いて、スイッチング状態
を観察するために液晶表示素子に印加した波形を示す。

【符号の説明】

１液晶表示素子２基板３透明電極４絶縁層５配向膜６基板７透明電極８絶縁層９配向膜１０強誘電性液晶組成物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田尚郎静岡県富士宮市大中里200番地富士写真フイルム株式会社内 (72)発明者石塚孝宏静岡県富士宮市大中里200番地富士写真フイルム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キラル化合物と非キラル化合物とからな
る液晶組成物であって、該キラル化合物が、下記の一般
式（Ｉ）：【化１】［但し、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ独立に、ハロゲン原
子又はシアノ基で置換されていてもよい二価の芳香族炭
化水素基、二価の脂環式炭化水素基又は二価の複素環基
を表し、Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、−ＣＨ₂ Ｏ−、
−ＯＣＨ₂ −、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ
−又は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、Ｒ¹ は、ハロゲン原子で置
換されていてもよい直鎖又は分岐のアルキル基又はアル
コキシ基を表し（但し、隣接しないメチレン基の一つ以
上が、Ｏ、Ｓ又はＣＯで置換されていてもよい）、Ｒ²
は、置換されていてもよいアルキル基又はアルケニル基
を表し、ｎ、ｐ及びｑはそれぞれ独立に０又は１を表し
（但し、ｎ＝０のときｑ＝０である）、ｍは、３〜１１
の整数を表し、＊は不斉炭素原子を表す。］で表される
キラル化合物を含有し、そして該非キラル化合物が、下
記の一般式（II）：【化２】［但し、Ｄは、２，５−ピリジニレン基を表し、ｋは、
０〜２の整数を表し、そしてＲ³ およびＲ⁴ は、それぞ
れ独立に炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルキル
基、炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシ
基、炭素原子数２〜２０の直鎖又は分岐のアルコキシア
ルキル基、又は水酸基を表す。］で表される非キラル化
合物を含有していることを特徴とする強誘電性液晶組成
物。
【請求項２】少なくとも透明電極及び配向膜がこの順
で設けられた基板二枚を、配向膜同士が対面するように
配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶表
示素子において、該液晶が請求項１に記載の強誘電性液
晶組成物であり、該配向膜の、該強誘電性液晶組成物の
Ｓ_A 相でのプレティルト角が５度以上であり、少なくと
も一方の該基板の透明電極と配向膜との間に、比誘電率
が５以上である絶縁層が設けられていることを特徴とす
る液晶表示素子。